JP2004150554A

JP2004150554A - Positioner for valve

Info

Publication number: JP2004150554A
Application number: JP2002317264A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Hata; 直行畑
Original assignee: Tomoe Technical Research Co Ltd
Current assignee: Tomoe Technical Research Co Ltd
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2004-05-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positioner for a valve where a history of operating conditions such as abnormality occurring therein is stored and, when necessary, transmitted to an external machine to allow a maintenance worker to exactly know the past operating conditions and maintenance conditions only from the information stored in the positioner for a valve. <P>SOLUTION: The positioner for a valve has an operating condition detection unit for detecting operating conditions, an operating history storage unit for storing the history of the operating conditions detected by the operating condition detection unit, a transmission unit for transmitting the history of the operating conditions stored in the operating history storage unit to an external device, and a transmission history storage unit for storing the transmitted history of the operating conditions every time it is transmitted to the external device. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，発生する異常等の運転状態を自ら検出してその履歴を記録しておき，必要に応じて，該履歴を外部機器に送信する機能を有するバルブ用ポジショナに係り，詳しくは，該履歴を前記外部機器に送信する毎に，その送信履歴を記録可能なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より，バルブ用ポジショナにおいて，バルブの駆動軸である出力軸が予め定められた目標回転角度の近傍で反復動作するようなハンチング，或いは，前記バルブ用ポジショナ内部に設けられるモータの温度上昇等の異常を検出する共に，当該バルブ用ポジショナ以外の外部機器へ通知する技術がある（例えば，特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２５２９２７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
また，上述の従来公知技術の応用例として，運転時間を計時するタイマ回路を設け，前記バルブ用ポジショナ検出されたハンチング或いは温度上昇等の異常と，前記タイマ回路により計時された前記運転時間と，を関連付けた運転状態の履歴として記憶しておき，前記外部機器からの要求に応じて，記憶された前記運転状態の履歴を前記外部機器に対して送信する機能を有するバルブ用ポジショナが開発され，本出願人らによって特願２００１−２１０２６４号として出願されている。
このような運転履歴保存（送信）機能を設けることで，当該バルブ用ポジショナをメンテナンスする状況において，作業者は，当該バルブ用ポジショナに接続した前記外部機器で前記運転状態の履歴を取得し，更には，そのメンテナンスを実施している時刻と前記運転状態の履歴に含まれる前記運転時間とに基づいて，その運転状態の履歴が記録された（異常が発生した）実際の時刻を取得（逆算）することを可能とする。
換言すれば，上述の運転履歴保存機能を有するバルブ用ポジショナに対するメンテナンス時には，その際に使用される前記外部機器において，前記異常が実際に発生した時刻を把握することが可能であり，異常の発生の原因究明や運転状況の解析等を容易に実現し得る。
ところで，前記バルブ用ポジショナに対してメンテナンスを行う場合，過去のメンテナンス時に発生したその時点までの運転状態の履歴と，現在の（つまりは，過去のメンテナンス終了時から今回のメンテナンス開始時までに至る期間の）運転状態の履歴と，を比較し，その運転状況の変化等を検討することが一般的である。
そのため，上述構成のバルブ用ポジショナでは，前記外部機器において，メンテナンス時毎に取得される前記運転状態の履歴を順次管理しておくことで，上述したような過去の運転状態の履歴との比較検討が可能である。
つまり，上述構成のバルブ用ポジショナに記憶されている運転状態の履歴は，その発生順に順次記憶されているに過ぎず，「何時メンテナンスを行ったか」，つまりは，「前記外部機器に対して何時運転状態の履歴を送信したか」という情報に関しては，前記外部機器側で管理することが前提であった。
そのため，例えば，前記バルブ用ポジショナをメンテナンスする作業者が変わった場合，メンテナンスに使用される前記外部機器を変更した場合，或いは，前記外部機器で管理していた管理データを紛失した場合等の状況では，メンテナンスする作業者は，前記バルブ用ポジショナから取得された前記運転状態の履歴のうち，過去のメンテナンス時に発生したその時点までの運転状態の履歴と，現在の運転状態の履歴，とを区別をすることが不可能であり，それらに基づいて運転状態を検討することができないという不都合が生じ得る。
そこで，本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，バルブ用ポジショナにおいて発生する異常等の運転状態の履歴を記録しておき，必要に応じて該運転状態の履歴を外部機器に対して送信する機能を有するバルブ用ポジショナにおいて，メンテナンスを行う作業者が，当該バルブ用ポジショナに記録されている情報のみにより，その過去の運転状況とメンテナンス状況とを正確に把握可能なバルブ用ポジショナを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は，運転状態を検出する運転状態検出手段と，前記運転状態検出手段により検出された運転状態の履歴を記録する運転履歴記録手段と，該運転履歴記録手段に記録された前記運転状態の履歴を外部機器に対し送信する通信手段と，を具備するバルブ用ポジショナにおいて，前記外部機器に対し前記運転状態の履歴を送信する毎に，送信された前記運転状態の履歴を送信履歴として記憶する送信履歴記録手段を具備してなることを特徴とするバルブ用ポジショナとして構成されている。
ここで，前記送信履歴記録手段としては，不揮発性の記憶手段を含んでなり，前記通信手段により前記外部機器に対し前記運転状態の履歴を送信した時点で，前記外部機器から前記運転状態の履歴を送信した送信時刻を取得し，取得した前記送信時刻と送信した前記運転状態の履歴とを関連付けて記憶するものが考えられる。
このような構成によって，バルブ用ポジショナに，当該バルブ用ポジショナにおける前記運転状態の履歴の送信履歴，つまりは，当該バルブ用ポジショナに対して実施されたメンテナンスの実施履歴を記録することが可能となり，当該バルブ用ポジショナのみを使用して現在の運転状況と，過去の運転状況とを比較しつつ運転状況を解析することが可能となる。
従って，例えば，メンテナンスに利用される前記外部機器が前回作業時と異なる場合等にも，現在の運転状態の履歴だけでなく，過去のメンテナンス時に発生したその時点までの運転状態の履歴を正確に区別した状態で取得することが可能であるため，運転開始（電源投入）からの運転状態の履歴を順次記憶しているに留まる従来構成に較べ，よりメンテナンスの作業効率を向上させ得る。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態及び実施例について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係るバルブ用ポジショナの一例を示した概略構成図，図２は本発明の実施の形態に係るバルブ用ポジショナが行う一連の処理を示したフローチャートである。
【０００７】
本発明のバルブ用ポジショナＡの概略構成について図１を用いて説明する。
本発明の実施の形態に係るバルブ用ポジショナＡは，図１に示すように，設定値入力回路１，制御回路２，モータ駆動回路３，角度検出回路４，タイマー回路５，記録制御回路６，揮発性メモリ７，不揮発性メモリ（不揮発性の記憶手段の一例に該当）８，通信回路９，電動アクチュエータの一例であるモータＭを具備して概略構成される。
前記角度検出回路４は，例えば可変抵抗器その他を含んで構成され，接続される前記モータＭの出力軸の回転角度（バルブ開度）ｂを検出し，デジタル信号（通常は０〜１００％）に変換して前記制御回路２に出力する。
前記設定値入力回路１は，不図示であるパーソナルコンピュータやメンテナンス用携帯端末その他の外部から受信したバルブ開度設定値ｃを，デジタル信号（通常は０〜１００％）に変換して前記制御回路２に出力する。
前記制御回路２は，前記設定値入力回路１から入力されるバルブ開度設定値ｃと前記角度検出回路４から入力される出力軸の回転角度ｂとの差分を算出し，該差分が小さくなる方向に前記モータＭを回転させるような駆動指令を算出すると共に，算出された駆動指令ａを前記モータ駆動回路３に出力する。
前記モータ駆動回路３は，前記制御回路２から入力される前記駆動指令ａに基づいて（例えば，必要に応じて増幅等して）前記モータＭを駆動する。
このような構成により，当該バルブ用ポジショナＡでは，前記モータＭの出力軸に接続された不図示であるバルブの前記バルブ開度ｂを，前記制御回路２に入力された前記バルブ開度設定値ｃに近づくよう駆動制御することが可能である。
以上の如き基本的構成，並びに制御動作は，従来公知のバルブ用ポジショナと同様である。
ここで，本実施形態に係る前記バルブ用ポジショナＡは，前記タイマー回路５と，前記記録制御回路６と，前記揮発性メモリ７と，前記不揮発性メモリ８と，前記通信回路９とを具備し，これらと上述の各部を連携させることで，当該バルブ用ポジショナＡの運転状態を検出する運転状態検出機能と，該運転状態検出機能により検出された運転状態の履歴を記憶する運転履歴記録機能と，該運転履歴記録機能により記録された前記運転状態の履歴を外部機器１０に対して送信した送信履歴を記憶する送信履歴記録機能と，を実現している点で，従来構成と異なる。
尚，前記タイマー回路５は，前記バルブ用ポジショナＡの電源投入と同時に時間の積算を開始する機能を有する。
また，前記揮発性メモリ７は，前記制御回路２において検出された運転状態の履歴と，前記タイマー回路５により積算された時間とを対応づけて逐次記録する。
また，前記不揮発性メモリ８は，前記記録制御回路６からの指示に応じ，前記揮発性メモリ７に記憶されたバルブ用ポジショナＡの総運転時間や異常等の運転状態の履歴を記録する。
また，前記記録制御回路６は，前記３つ（タイマー回路５，揮発性メモリ７，不揮発性メモリ８）を連携制御する。
また，前記通信回路９は，前記不揮発性メモリ８に記憶された情報を，外部機器１０からの送信指令に応じ，前記記録制御回路６を介して外部機器１０に対し送信する。
【０００８】
次に，本実施の形態に係る前記バルブ用ポジショナＡが具備する，運転状態検出機能と，運転履歴記録機能と，送信履歴記録機能について以下に詳説する。
（運転状態検出機能）
運転状態検出機能とは，前記バルブ用ポジショナＡにおける様々な運転状態を検出する機能であって，プログラム或いは回路によって実現され，これらのプログラム或いは回路が前記運転状態検出手段の一例である。
具体的に，本実施の形態における運転状態検出手段は，前記制御回路２の回路，或いは該制御回路２上で実行されるプログラムとして実現される。
この場合，前記制御回路２は，前記モータＭの出力軸の回転角度（バルブ開度）が目標回転角度近傍で反復動作するような運転状態（ハンチング）であるか否かの判断を行う。つまり，前記角度検出回路４より出力される回転角度ｂが，前記設定値入力回路１に入力された前記バルブ開度設定値ｃの近傍で反復動作するか否かを判断する。
他には，前記制御回路２が温度センサ（不図示）の検出値を取得できるならば，前記モータＭや前記バルブ用ポジショナＡ内部の温度を取得して，その温度が予め定められた温度よりも高いか否かを判断することで温度異常等の運転状態を検出しても良い。
また，前記運転状態には，上述したハンチング（反復動作）や前記温度異常等の異常状態のみならず，例えば，バルブ用ポジショナＡの通常の使用状況下において，前記モータＭの出力軸を急速に回動させることによってバルブを急開・急閉させたような緊急作動状態も含めて意味するものとする。このような緊急作動状態は，いわゆる異常状態には含まれないが，バルブの耐久性等に関わる問題であるので，前記緊急作動状態も前記運転状態に含めて考えることは有用である。
（運転履歴記録機能）
運転履歴記録機能とは，前記バルブ用ポジショナＡにおける様々な運転状態の履歴を記録する機能のことであって，プログラム或いは回路によって実現され，これらプログラム或いは回路が前記運転履歴記録手段の一例である。
具体的に，本実施の形態における運転履歴記録機能は，前記タイマー回路５と前記揮発性メモリ７と前記不揮発性メモリ８との３つを制御する前記記録制御回路６であっても良いし，或いは，前記タイマー回路５，前記記録制御回路６，前記揮発性メモリ７，前記不揮発性メモリ８の各々が具備する機能を統合したものを想定しても良い。尚，その処理の詳細については，後述する。
（送信履歴記録機能）
送信履歴記録機能とは，前述した前記運転履歴記録機能により記録された当該バルブ用ポジショナにおける様々な前記運転状態の履歴を，所定の通信回路（本実施形態では前記通信回路９）を介して外部に対して送信した時点で，その送信の履歴を記録する機能のことであって，プログラム或いは回路によって実現され，これらプログラム或いは回路が前記送信履歴記録手段の一例である。
具体的には，本実施の形態における送信履歴記録機能の一例としては，前記不揮発性メモリと前記記録制御回路６であっても良いし，或いは，前記記録制御回路６及び前記不揮発性メモリ８が具備する機能を統合したものを想定しても良い。
尚，その処理の詳細については，前記運転履歴記録機能と合わせて後述する。
【０００９】
次に，図２を用いて，前記バルブ用ポジショナＡにおける運転状態の履歴を記録すると共に，該履歴を外部機器に対して送信した際の送信履歴を記録する一連の処理について説明する。
例えば，前記バルブ用ポジショナＡに接続され電源を供給するための制御盤（不図示）の電源スイッチが押されることによって，該バルブ用ポジショナＡに電源が印加されて前記タイマー回路５が作動する（Ｓ１）。即ち，該タイマー回路５は前記バルブ用ポジショナＡの電源が投入されると同時に時間の積算を開始する。
前記記録制御回路６は，前記タイマー回路５によって積算される時間を揮発性メモリ７に逐次記録する（Ｓ２）。
このステップＳ２の記録は，以下示す表１ような形式で行われ，例えば，前記記録制御回路６が前記タイマー回路５で積算される時間を，例えば一秒毎に読み取って前記揮発性メモリ７に逐次記録する（表１左「時間」参照）。尚，上述した一秒は一例であって，前記揮発性メモリ７のメモリ容量等に応じてその間隔は決定される。
【表１】

次に，前記記録制御回路６は，当該バルブ用ポジショナＡを運転開始した（つまりは，電源が投入された）後，所定の時間が経過したか否かを判断する（Ｓ３）。
このステップＳ３の判断は，例えば，前記所定の時間が予め１時間と定められている場合に，前記記録制御回路６が前記揮発性メモリ７の記録内容を参照して，上記表１左「時間」の項目が３６００秒まで達したか否かを判断することで行うことが可能である。
このステップＳ３の判断において，前記所定の時間が経過していると判断された場合（図２に示すステップＳ３におけるＹ）は，前記記録制御回路６は前記所定の時間（例えば，３６００秒）を不揮発性メモリ８に以前より記録されている総運転時間に加算することによって，バルブ用ポジショナＡの総運転時間を新たに算出して不揮発性メモリ８に記録する（Ｓ４）。
このステップＳ４の処理は，前記不揮発性メモリ８に記録されている総運転時間を前記所定の時間毎に更新する処理である。もちろん，不揮発性メモリ８に総運転時間が未だに記録されてない場合は，単純に３６００秒と記録される。また，このステップＳ４の処理と同時に，前記記録制御回路６は前記揮発性メモリ７の記録内容を消去して，再びステップＳ２の処理を行う。他方，前記ステップＳ３の判断で前記所定の時間が経過してないと判断された場合（図２に示すステップＳ３におけるＮ）には，このステップＳ４は実行されず，次のステップＳ５に処理が移行する。
続いて，前記制御回路２は，前記角度検出器４によって検出されたバルブの回転角度ｂ及び，前記設定値入力回路１によって入力されたバルブ開度設定値ｃを取得する（Ｓ５）。
更に，前記制御回路２は，ステップＳ５で取得された前記バルブの回転角度ｂと前記バルブ開度設定値ｃとの間に差が有るか否かを判断する（Ｓ６）。即ち，前記バルブの回転角度ｂが目標回転角度であるか否かを判断する。
前記ステップＳ６で差があると判断された場合（図２に示す前記ステップＳ６におけるＮ）には，前記制御回路２による制御（例えばＰＩ制御）が行われ，前記モータ駆動回路３を介して駆動指令ａを出力して前記モータＭを駆動させ，前記バルブ（出力軸）を回転させて前記差をなくす動作を行う（Ｓ７）。
更に，前記制御回路２は，前記運転履歴記録機能の働きにより，例えば，前述したハンチング，温度異常等の異常が発生しているか否かを判断する（Ｓ８）。
そして，前記ステップＳ８において，異常が発生したと判断された場合（図２に示す前記ステップＳ８におけるＹ）には，前記制御回路２は当該バルブ用ポジショナＡの運転状態（例えば，ハンチング）に関する情報を前記揮発性メモリ７へ送信し，時間の逐次記録処理（ステップＳ２の処理）で記録される時間と共に揮発性メモリ７に記録する（Ｓ９）。
具体的には，例えば９００秒の時点でハンチングが発生した場合には，上記表１に示す如く，「時間」の項目（表１左）の９００秒に対応させてハンチングの異常が発生したことが記録項目（表１右）に書き込まれることで，当該バルブ用ポジショナＡの運転状態（ハンチングの異常）の履歴が前記揮発性メモリ７に記録される。
次に，前記記録制御回路６は，前記ステップＳ９で前記揮発性メモリ７に記録した前記運転状態の履歴を前記不揮発性メモリ８に記録する（Ｓ１０）。
このステップＳ１０で前記不揮発性メモリ８に記録される時間としては，前記揮発性メモリ７に記録されている時間（例；９００秒）を前記不揮発性メモリ８に記録されている総運転時間に加算したものを記録する。
例えば，揮発性メモリ７に記録されているハンチングが発生した時間である９００秒を，不揮発性メモリ８に所定の時間毎に更新記録されている総運転時間（例えば，その時点における総運転時間が１４２０時間００分００秒であったとする）に加算することで，下表２に示すように，前記バルブ用ポジショナＡの電源が投入された後１４２０時間１５分００秒の時点で前記ハンチングが発生したことを不揮発性メモリ８に記録する。同様に，揮発性メモリ７に記録されているトルクリミッタ作動（異常）が発生した時間である２７００秒を，総運転時間（例えば，その時点における総運転時間が１４３５時間００分００秒であったとする）に加算することで，前記バルブ用ポジショナＡの電源が投入された後１４３５時間４５分００秒の時点で前記トルクリミッタ異常が発生したことを不揮発性メモリ８に記録することができる。ここで，下表２は，当該バルブ用ポジショナＡの総運転時間が１４４０時間００分００秒の時点での前記不揮発性メモリ８の記録内容の一例を表しており，前回のメンテナンス終了時から現在に至るまでに発生した運転状態の履歴が，その発生時間と関連付られて記録されている。尚，前回のメンテナンス終了時以前の運転状態の履歴については，後述する運転状態の送信履歴（表３参照）として記録されるため，下表２には含まれていない。
また，下表２の回数（表２中）とは，各項目毎に，当該不揮発性メモリ８内に記録されている個数を計数したものであり，例えば，ハンチングは，後述する過去の送信履歴（つまりは，過去の運転状態の履歴に該当）に２度発生している（下表３参照）ため，今回発生したハンチングは３回目となり，「回数」の項目には「３」が記録され，同様にトルクリミッタ作動（異常）については「２」が記録されている。
【表２】

以上の如き一連の処理が行われることによって，前記バルブ用ポジショナＡのメンテナンスが終了して再度電源が投入された後，何時の時点でハンチング等の異常が発生したかを前記不揮発性メモリ８に記録することが可能となる。
次に，メンテナンス作業等を行う作業者が，前記外部機器１０を用いて，前記不揮発性メモリ８に記録された運転状態の履歴を取得した場合の処理の流れについて説明する。
かかる状況において，作業者は，前記外部機器１０に対し所定の操作を行うことで前記通信回路９を介して前記記録制御回路６に，運転状態の履歴の送信を要求する要求指令を送信する。
該要求指令を受信した（図２に示すステップＳ１１におけるＹ）前記記録制御回路６は，その要求指令に応じて前記通信回路９を介して前記不揮発性メモリ８に記憶された当該バルブ用ポジショナＡの運転状態の履歴を前記外部機器１０に送信する（Ｓ１２）。
続いて，前記記録制御回路６は，運転状態の履歴の送信処理（ステップＳ１２の処理）が実施された時刻を前記外部機器１０から取得すると共に，その時刻と，送信された運転状態の履歴とを関連付けた送信履歴を前記不揮発性メモリ８に記録する（Ｓ１３）。更に，当該記録制御回路６は，前記送信履歴を記録した時点で，それまで前記不揮発性メモリ８に記録されていたそれまでの運転状態の履歴（つまりは，今回のメンテナンス終了時以前に発生した運転状態の履歴であって，上表２に相当）を消去する。
即ち，下表３に示すように，例えば，一度目のメンテナンスが２００２年７月１日の１２時００分に実施され，その時刻に当該バルブ用ポジショナＡの運転状態の履歴を前記外部機器１０に対して送信した場合，「メンテナンス実施時刻」の項目（表３左）には，前記外部機器１０より取得した２００２年７月１日の１２時００分という時刻情報が記録され，その時刻情報に対応させて前記不揮発性メモリ８から読み出された運転状態の履歴（例えば，総運転時間，発生した異常及びその通算回数）が「過去の運転状態の履歴（送信履歴）」（表３右）に書き込まれる。
更に，二度目のメンテナンスが２００２年８月１日の１２時００分に実施され，その時刻に当該バルブ用ポジショナＡの運転状態の履歴を前記外部機器１０に対し送信した場合，「メンテナンス実施時刻」の項目（表３左）には，前記外部機器１０から取得した２００２年８月１日の１２時００分という時刻情報が記録され，その時刻情報に対応させて前記不揮発性メモリ８から読み出された運転状態の履歴が「過去の運転状態の履歴（送信履歴）」（表３右）に書き込まれる。
【表３】

以上のような処理を実行することで，当該バルブ用ポジショナＡの送信履歴，つまりは，メンテナンス実施時毎のの運転状態の履歴が，そのメンテナンス実施時刻毎に区分された（関連付けられた）状態で，前記不揮発性メモリ８に記録される。
従って，新たにメンテナンス作業を行う作業者は，当該バルブ用ポジショナから，前回メンテナンス終了時からその時点に至る期間の運転状態の履歴を表す上記表２と，前回メンテナンス終了時以前の運転状態の履歴（メンテナンスの履歴）をあらわす上記表３と，同時に（独立に）取得することが可能であり，それら両者を比較しつつ，メンテナンス作業を行うことが可能である。
従って，バルブ用ポジショナに記憶されるデータが，単純に運転状態の履歴を順次記録しただけのデータであり，そのデータのみでは，過去のメンテナンス時毎の履歴を把握することが不可能であった従来構成に較べ，当該バルブ用ポジショナに記録されたデータ（履歴）のみを用いて，過去の運転状態の履歴との比較を含めた詳細な解析が行える本実施形態が，メンテナンス時の作業効率，利便性に優れることは明らかである。
【００１０】
【実施例】
上記実施形態では，前記タイマー回路５は前記バルブ用ポジショナＡの電源投入時よりの時間を通算する形態であるため，送信履歴の記録処理（ステップＳ１３の処理）を実施する際には，運転状態の履歴の送信処理（ステップＳ１２の処理）が実施された時刻を前記外部機器１０から取得する必要がある。
しかしながら，前記タイマー回路５自体が時計機能を具備し，送信履歴の記録処理を実施する際に，直接的に該時計機能より読み出せる時刻を記憶する形態であってもよい。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，バルブ用ポジショナにおいて発生する異常等の運転状態の履歴を外部機器に対して送信する毎に，その送信履歴を記録する構成であるため，例えば，メンテナンス等を行う作業者は，該記録に基いて当該バルブポジショナにおける過去のメンテナンス状況を把握可能であり，より詳しくバルブの運転状況を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るバルブ用ポジショナの一例を示した概略構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係るバルブ用ポジショナが行う一連の処理を示したフローチャート。
【符号の説明】
Ａ …バルブ用ポジショナ
Ｍ …モータ
１ …設定値入力回路
２ …制御回路
３ …モータ駆動回路
４ …角度検出回路
５ …タイマ回路
６ …記録制御回路
７…揮発性メモリ
８…不揮発性メモリ
９…通信回路
１０…外部機器
Ｓ１，Ｓ２，，…処理手順（ステップ）の番号[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve positioner having a function of detecting an operating state such as an abnormality that occurs and recording the history thereof, and transmitting the history to an external device as necessary. The present invention relates to an apparatus capable of recording a transmission history every time the history is transmitted to the external device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a positioner for a valve, hunting such that an output shaft that is a drive shaft of the valve repeatedly operates near a predetermined target rotation angle, or a rise in temperature of a motor provided inside the positioner for the valve. There is a technology that detects an abnormality and notifies an external device other than the valve positioner of the abnormality (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-10-252927 [0004]
[Problems to be solved by the invention]
Further, as an application example of the above-described conventional technology, a timer circuit for measuring an operation time is provided, and an abnormality such as hunting or temperature rise detected by the valve positioner, the operation time measured by the timer circuit, A valve positioner having a function of storing the history of the operating state stored in association with the history of the operating state and transmitting the stored history of the operating state to the external apparatus in response to a request from the external apparatus has been developed. Applicants have filed an application as Japanese Patent Application No. 2001-210264.
By providing such an operation history storage (transmission) function, in a situation where the valve positioner is maintained, the operator acquires the operation state history with the external device connected to the valve positioner, and further obtains the operation state history. Obtains the actual time at which the history of the operating state was recorded (when an abnormality occurred) based on the time at which the maintenance was performed and the operating time included in the history of the operating state (back calculation) It is possible to do.
In other words, at the time of maintenance for the valve positioner having the above-described operation history storage function, the time at which the abnormality actually occurred can be grasped by the external device used at that time, and the occurrence of the abnormality can be grasped. Investigation of the cause of the problem and analysis of the driving situation can be easily realized.
Meanwhile, when performing maintenance on the valve positioner, the history of the operating state that occurred at the time of the past maintenance up to that time and the current (that is, the history from the end of the past maintenance to the start of the current maintenance) It is common to compare the operating state history with that of a period, and examine changes in the operating state.
Therefore, in the valve positioner having the above-described configuration, the external device sequentially manages the history of the operating state obtained at each maintenance time, thereby comparing the history with the past operating state as described above. Is possible.
That is, the history of the operating states stored in the valve positioner having the above-described configuration is merely stored in the order of occurrence, and “when maintenance was performed”, that is, “when the external device It is premised that the information "whether the operating state history was transmitted" is managed on the external device side.
Therefore, for example, when the operator who maintains the valve positioner changes, when the external device used for maintenance is changed, or when the management data managed by the external device is lost, Then, the maintenance worker distinguishes between the history of the operating state up to that time that occurred at the time of the past maintenance and the history of the current operating state in the history of the operating state acquired from the valve positioner. And it is not possible to consider the operating condition based on these.
Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and a purpose of the present invention is to record a history of operating conditions such as abnormalities occurring in a valve positioner and to record the operating conditions as necessary. In a valve positioner that has the function of transmitting the history to an external device, the maintenance worker can accurately grasp the past operation status and maintenance status using only the information recorded in the valve positioner. It is to provide a possible valve positioner.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an operation state detection means for detecting an operation state, an operation history recording means for recording a history of the operation state detected by the operation state detection means, and an operation history recording means. Communication means for transmitting the recorded history of the operating state to an external device. The valve positioner further includes a communication unit for transmitting the history of the operating state to the external device. The apparatus is configured as a valve positioner characterized by including transmission history recording means for storing a history as a transmission history.
Here, the transmission history recording means includes a non-volatile storage means, and when the operation state history is transmitted to the external device by the communication means, the operation state history is transmitted from the external device. It is conceivable to acquire the transmission time at which the transmission was transmitted, and store the acquired transmission time and the transmitted history of the operating state in association with each other.
With such a configuration, it is possible to record, in the valve positioner, a transmission history of the history of the operating state in the valve positioner, that is, a history of the maintenance performed on the valve positioner, Using only the valve positioner, the operating condition can be analyzed while comparing the current operating condition with the past operating condition.
Therefore, for example, even when the external device used for maintenance is different from the last work, not only the history of the current operation state but also the history of the operation state up to that time that occurred at the time of the past maintenance can be accurately obtained. Since it is possible to acquire in a distinct state, the work efficiency of maintenance can be further improved as compared with the conventional configuration in which the history of the operation state from the start of operation (power-on) is only stored sequentially.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention. The following embodiments and examples are mere examples embodying the present invention, and do not limit the technical scope of the present invention.
Here, FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of the valve positioner according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart showing a series of processes performed by the valve positioner according to the embodiment of the present invention. is there.
[0007]
A schematic configuration of the valve positioner A of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, a valve positioner A according to an embodiment of the present invention includes a set value input circuit 1, a control circuit 2, a motor drive circuit 3, an angle detection circuit 4, a timer circuit 5, a recording control circuit 6, It comprises a volatile memory 7, a non-volatile memory (corresponding to an example of a non-volatile storage means) 8, a communication circuit 9, and a motor M as an example of an electric actuator.
The angle detection circuit 4 includes, for example, a variable resistor and the like, detects a rotation angle (valve opening) b of an output shaft of the motor M connected thereto, and outputs a digital signal (normally 0 to 100%). And outputs it to the control circuit 2.
The set value input circuit 1 converts a valve opening set value c received from a personal computer (not shown), a maintenance portable terminal, or another external device into a digital signal (usually 0 to 100%), and Output to 2.
The control circuit 2 calculates a difference between the valve opening set value c input from the set value input circuit 1 and the rotation angle b of the output shaft input from the angle detection circuit 4, and the difference is reduced. A drive command for rotating the motor M in the direction is calculated, and the calculated drive command a is output to the motor drive circuit 3.
The motor drive circuit 3 drives the motor M based on the drive command a input from the control circuit 2 (for example, by amplifying as necessary).
With such a configuration, in the valve positioner A, the valve opening b of the valve (not shown) connected to the output shaft of the motor M is used as the valve opening set value input to the control circuit 2. It is possible to control the drive so as to approach c.
The basic configuration and control operation as described above are the same as those of a conventionally known valve positioner.
Here, the valve positioner A according to the present embodiment includes the timer circuit 5, the recording control circuit 6, the volatile memory 7, the nonvolatile memory 8, and the communication circuit 9. By associating these with the above-described units, an operation state detection function for detecting the operation state of the valve positioner A, and an operation history recording function for storing the history of the operation state detected by the operation state detection function are provided. And a transmission history recording function of storing a transmission history of transmitting the operation state history recorded by the operation history recording function to the external device 10.
The timer circuit 5 has a function of starting to accumulate time simultaneously with turning on the power of the valve positioner A.
Further, the volatile memory 7 sequentially records the history of the operating state detected by the control circuit 2 and the time accumulated by the timer circuit 5 in association with each other.
In addition, the nonvolatile memory 8 records the history of the operating state of the valve positioner A stored in the volatile memory 7 such as the total operating time and the abnormality in response to an instruction from the recording control circuit 6.
Further, the recording control circuit 6 cooperatively controls the three (the timer circuit 5, the volatile memory 7, and the nonvolatile memory 8).
The communication circuit 9 transmits the information stored in the nonvolatile memory 8 to the external device 10 via the recording control circuit 6 in response to a transmission command from the external device 10.
[0008]
Next, an operation state detection function, an operation history recording function, and a transmission history recording function of the valve positioner A according to the present embodiment will be described in detail below.
(Operation status detection function)
The operating state detecting function is a function of detecting various operating states of the valve positioner A, and is realized by a program or a circuit. These programs or circuits are examples of the operating state detecting means.
Specifically, the operating state detecting means in the present embodiment is realized as a circuit of the control circuit 2 or a program executed on the control circuit 2.
In this case, the control circuit 2 determines whether or not the operation state (hunting) is such that the rotation angle (valve opening degree) of the output shaft of the motor M repeatedly operates near the target rotation angle. That is, it is determined whether or not the rotation angle b output from the angle detection circuit 4 repeatedly operates near the valve opening set value c input to the set value input circuit 1.
Otherwise, if the control circuit 2 can acquire the detected value of the temperature sensor (not shown), it acquires the temperature inside the motor M and the valve positioner A, and the temperature is made higher than a predetermined temperature. The operating state such as temperature abnormality may be detected by determining whether the temperature is high.
The operating state includes not only the abnormal state such as the hunting (repeated operation) and the temperature abnormality described above, but also, for example, rapidly changing the output shaft of the motor M under a normal use condition of the valve positioner A. This includes an emergency operation state in which the valve is rapidly opened and closed by being rotated. Such an emergency operation state is not included in a so-called abnormal state, but is a problem related to the durability of the valve and the like. Therefore, it is useful to include the emergency operation state in the operation state.
(Driving history recording function)
The operation history recording function is a function of recording the history of various operation states in the valve positioner A, and is realized by a program or a circuit, and the program or circuit is an example of the operation history recording unit. .
Specifically, the operation history recording function in the present embodiment may be the recording control circuit 6 that controls three of the timer circuit 5, the volatile memory 7, and the nonvolatile memory 8, Alternatively, it may be assumed that the timer circuit 5, the recording control circuit 6, the volatile memory 7, and the non-volatile memory 8 have integrated functions. The details of the processing will be described later.
(Transmission history recording function)
The transmission history recording function means that the history of various operating states of the valve positioner recorded by the above-described operation history recording function is externally transmitted via a predetermined communication circuit (the communication circuit 9 in the present embodiment). Is a function of recording the transmission history at the time of transmission, and is realized by a program or a circuit. These programs or circuits are an example of the transmission history recording means.
Specifically, as an example of the transmission history recording function in the present embodiment, the non-volatile memory and the recording control circuit 6 may be used, or the recording control circuit 6 and the non-volatile memory 8 may be used. It may be assumed that the functions provided are integrated.
The details of the processing will be described later together with the operation history recording function.
[0009]
Next, a series of processes for recording a history of the operating state of the valve positioner A and recording a transmission history when the history is transmitted to an external device will be described with reference to FIG.
For example, when a power switch of a control panel (not shown) connected to the valve positioner A and supplying power is pressed, power is applied to the valve positioner A and the timer circuit 5 operates ( S1). That is, the timer circuit 5 starts to accumulate time at the same time when the power of the valve positioner A is turned on.
The recording control circuit 6 sequentially records the time accumulated by the timer circuit 5 in the volatile memory 7 (S2).
The recording in step S2 is performed in the format shown in Table 1 below. For example, the recording control circuit 6 reads the time accumulated by the timer circuit 5 every second, and stores the time in the volatile memory 7 for example. Record sequentially (see "Time" on the left in Table 1). The above-described one second is an example, and the interval is determined according to the memory capacity of the volatile memory 7 and the like.
[Table 1]

Next, the recording control circuit 6 determines whether or not a predetermined time has elapsed after the operation of the valve positioner A is started (that is, the power is turned on) (S3).
For example, when the predetermined time is set to one hour in advance, the recording control circuit 6 refers to the recorded content of the volatile memory 7 and determines the “time Can be performed by determining whether or not the item “” has reached 3600 seconds.
If it is determined in step S3 that the predetermined time has elapsed (Y in step S3 shown in FIG. 2), the recording control circuit 6 sets the predetermined time (for example, 3600 seconds). The total operation time of the valve positioner A is newly calculated by adding to the total operation time previously recorded in the non-volatile memory 8, and is recorded in the non-volatile memory 8 (S4).
The process of step S4 is a process of updating the total operation time recorded in the nonvolatile memory 8 at every predetermined time. Of course, if the total operation time has not yet been recorded in the nonvolatile memory 8, it is simply recorded as 3600 seconds. At the same time as the processing in step S4, the recording control circuit 6 erases the recorded contents in the volatile memory 7, and performs the processing in step S2 again. On the other hand, if it is determined in step S3 that the predetermined time has not elapsed (N in step S3 shown in FIG. 2), step S4 is not executed, and the process proceeds to the next step S5. Transition.
Subsequently, the control circuit 2 acquires the valve rotation angle b detected by the angle detector 4 and the valve opening set value c input by the set value input circuit 1 (S5).
Further, the control circuit 2 determines whether or not there is a difference between the rotation angle b of the valve obtained in step S5 and the valve opening set value c (S6). That is, it is determined whether or not the rotation angle b of the valve is the target rotation angle.
If it is determined in step S6 that there is a difference (N in step S6 shown in FIG. 2), control (for example, PI control) by the control circuit 2 is performed, and the drive is performed via the motor drive circuit 3. The command a is output to drive the motor M, and the valve (output shaft) is rotated to perform the operation of eliminating the difference (S7).
Further, the control circuit 2 determines whether or not an abnormality such as the above-described hunting or temperature abnormality has occurred by the operation of the operation history recording function (S8).
If it is determined in step S8 that an abnormality has occurred (Y in step S8 shown in FIG. 2), the control circuit 2 transmits information on the operating state (for example, hunting) of the valve positioner A. Is transmitted to the volatile memory 7 and is recorded in the volatile memory 7 together with the time recorded in the time sequential recording process (the process of step S2) (S9).
Specifically, for example, if hunting occurs at 900 seconds, as shown in Table 1 above, the occurrence of hunting abnormality corresponding to 900 seconds in the item of “time” (Table 1 left) Is written in the record item (right of Table 1), so that the history of the operation state (abnormal hunting) of the valve positioner A is recorded in the volatile memory 7.
Next, the recording control circuit 6 records the history of the operating state recorded in the volatile memory 7 in the step S9 in the nonvolatile memory 8 (S10).
As the time recorded in the nonvolatile memory 8 in step S10, the time recorded in the volatile memory 7 (eg, 900 seconds) is added to the total operation time recorded in the nonvolatile memory 8. Record what you do.
For example, 900 seconds, which is the time when hunting occurs, recorded in the volatile memory 7 is replaced with the total operation time (for example, the total operation time at that time) updated and recorded in the nonvolatile memory 8 every predetermined time. 1420 hours 00 minutes 00 seconds), the hunting occurs at 1420 hours 15:00 seconds after the power of the valve positioner A is turned on, as shown in Table 2 below. The operation is recorded in the nonvolatile memory 8. Similarly, 2700 seconds, which is the time when the torque limiter operation (abnormality) recorded in the volatile memory 7 occurs, is defined as the total operation time (for example, the total operation time at that time is 1435 hours 00 minutes 00 seconds). ), The occurrence of the torque limiter abnormality can be recorded in the nonvolatile memory 8 at 1435 hours and 45:00 seconds after the power of the valve positioner A is turned on. Here, Table 2 below shows an example of the recorded contents of the non-volatile memory 8 when the total operation time of the valve positioner A is 1440 hours 00 minutes 00 seconds. The history of the operating state that occurred up to the time is recorded in association with the time of occurrence. Note that the history of the operation state before the end of the previous maintenance is recorded as the transmission history of the operation state described later (see Table 3), and is not included in Table 2 below.
The number of times in Table 2 below (in Table 2) is a count of the number of items recorded in the nonvolatile memory 8 for each item. For example, hunting is a past transmission history described later. (In other words, it corresponds to the history of the past operating conditions), it occurs twice (see Table 3 below), so the hunting that occurred this time is the third time, and “3” is recorded in the item of “number of times”. Similarly, "2" is recorded for the torque limiter operation (abnormal).
[Table 2]

By performing a series of processing as described above, after the maintenance of the valve positioner A is completed and the power is turned on again, the non-volatile memory 8 is informed at what time an abnormality such as hunting has occurred. It becomes possible to record.
Next, a description will be given of a flow of processing when a worker performing maintenance work or the like acquires the operating state history recorded in the nonvolatile memory 8 using the external device 10.
In such a situation, the operator performs a predetermined operation on the external device 10 to transmit a request command to the recording control circuit 6 via the communication circuit 9 to request transmission of the history of the operation state.
Receiving the request command (Y in step S11 shown in FIG. 2), the recording control circuit 6 responds to the request command and stores the valve positioner A stored in the nonvolatile memory 8 via the communication circuit 9 in response to the request command. Is transmitted to the external device 10 (S12).
Subsequently, the recording control circuit 6 acquires, from the external device 10, the time at which the transmission process of the operation state history (the process of step S12) was performed, and the time and the transmitted operation state history. Is recorded in the nonvolatile memory 8 (S13). Further, at the time when the transmission history is recorded, the recording control circuit 6 records the history of the operating state up to that time recorded in the nonvolatile memory 8 (that is, the history generated before the end of the current maintenance). Operation history (corresponding to Table 2 above) is deleted.
That is, as shown in Table 3 below, for example, the first maintenance is performed at 12:00 on July 1, 2002, and at that time, the history of the operation state of the valve positioner A is stored in the external device 10. , The time information “12:00 on July 1, 2002” acquired from the external device 10 is recorded in the item “Maintenance execution time” (left of Table 3). The history of the operating state (for example, the total operating time, the abnormalities that occurred, and the total number thereof) read out from the non-volatile memory 8 in correspondence with ) Is written.
Further, when the second maintenance is performed at 12:00 on August 1, 2002, and the history of the operation state of the valve positioner A is transmitted to the external device 10 at that time, the "maintenance execution time" (Table 3, left), time information of 12:00 on August 1, 2002 acquired from the external device 10 is recorded, and read from the nonvolatile memory 8 in correspondence with the time information. The history of the issued operating state is written in "History of past operating state (transmission history)" (Table 3, right).
[Table 3]

By performing the above-described processing, the transmission history of the valve positioner A, that is, the history of the operating state for each maintenance is divided into (associated) each maintenance execution time. Is recorded in the nonvolatile memory 8.
Therefore, the operator who newly performs the maintenance work can use the valve positioner described above in Table 2 showing the history of the operation state from the end of the previous maintenance to that point in time, and the history of the operation state before the end of the previous maintenance. It is possible to acquire (maintenance history) at the same time (independently) as in Table 3 above, and it is possible to perform maintenance work while comparing both of them.
Therefore, the data stored in the valve positioner is simply data that sequentially records the history of the operating state, and it is impossible to grasp the history of each past maintenance only with that data. Compared to the conventional configuration, this embodiment, which can perform a detailed analysis including comparison with the history of the past operating state using only the data (history) recorded in the valve positioner, has improved work efficiency during maintenance, Obviously, it is convenient.
[0010]
【Example】
In the above embodiment, the timer circuit 5 counts the time from when the power of the valve positioner A is turned on. Therefore, when the transmission history recording process (the process of step S13) is performed, the operation state is determined. It is necessary to acquire from the external device 10 the time when the history transmission process (the process of step S12) was performed.
However, the timer circuit 5 itself may have a clock function, and may store a time that can be read directly from the clock function when performing the transmission history recording process.
[0011]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, every time a history of an operating state such as an abnormality occurring in a valve positioner is transmitted to an external device, the transmission history is recorded. The operator who performs the operation can grasp the past maintenance status of the valve positioner based on the record, and can know the operation status of the valve in more detail.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a valve positioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a series of processes performed by the valve positioner according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
A: Valve positioner M: Motor 1 ... Set value input circuit 2 ... Control circuit 3 ... Motor drive circuit 4 ... Angle detection circuit 5 ... Timer circuit 6 ... Recording control circuit 7 ... Volatile memory 8 ... Non-volatile memory 9 ... Communication Circuit 10: External equipment S1, S2,..., Processing procedure (step) number

Claims

Operating state detecting means for detecting an operating state;
Operating history recording means for recording the history of the operating state detected by the operating state detecting means; and communication means for transmitting the operating state history recorded in the operating history recording means to an external device. In valve positioners,
A positioner for a valve, comprising transmission history recording means for storing the transmitted history of the operating state as a transmission history every time the history of the operating state is transmitted to the external device.

The transmission history recording means includes a non-volatile storage means,
At the time when the operating state history is transmitted to the external device by the communication means,
The valve according to claim 1, wherein a transmission time at which the operation state history is transmitted from the external device is acquired, and the acquired transmission time and the transmitted operation state history are stored in association with each other. Positioner.